Im Ausstellungsbereich „Die Minerale Ostthüringens“ wird eine Auswahl der vielfältigen und abwechslungsreichen Mineralfunde zahlreicher Fundstellen in Ostthüringen gezeigt. Die Schwerpunkte liegen dabei auf den Uranerzlagerstätten Ronneburg und Culmitzsch, dem Bergbaurevier Kamsdorf bei Saalfeld und weiteren Mineralvorkommen wie dem Tännig bei Bad Lobenstein, Hirschberg, Wittmannsgereuth bei Saalfeld und den Steinbrüchen Henneberg, Neumühle, Rentzmühle und dem Tagebau Caaschwitz.

Der Uranerzbergbau im Gebiet um Ronneburg begann 1948/1949 durch Tagebaubetrieb und seit 1952 auch durch Untertageförderung. In den folgenden Jahrzehnten entstand ein riesiges Bergbaugebiet, das von der SAG bzw. SDAG Wismut ausgebeutet wurde. Zu ihm gehörten zahlreiche Schächte der Bergbaubetriebe Schmirchau, Reust, Paitzdorf, Beerwalde und Drosen aber auch ein gewaltiger Tagebau – der Tagebau Lichtenberg. Die damit verbundenen Flach- und Spitzkegelhalden, die oberirdischen Betriebsanlagen und die riesigen Anlagen zur Uranaufbereitung südlich von Ronneburg veränderten eine ganze Landschaft.

Durch die Wiedervereinigung Deutschlands wurde der Uranerzbergbau in Ostthüringen eingestellt. Die Bundesrepublik Deutschland stand fortan vor der Aufgabe, ein gewaltiges Altlastengebiet zu sanieren. Die mit hohen Kosten verbundene ober- und untertägige Sanierung wurde von der Wismut GmbH durchgeführt und umfasst beispielsweise den Abbruch von Gebäuden, die untertägige Verfüllung, die Flutung, die Umlagerung zahlreicher Halden im Zusammenhang der Verfüllung des Tagebaus Lichtenberg und die Trockenlegung und Abdeckung der Absatzbecken der Uranerzaufbereitung. Die Uranerzlagerstätte Ronneburg ist heute wegen ihrer Fülle an prächtigen, aber auch sehr seltenen Mineralen weltbekannt. Es wurden bisher ca. 250 verschiedene Mineralarten nachgewiesen. Der Umgang mit Mineralfunden war bei der „Wismut“ klar geregelt, die private Mitnahme und der Handel mit Mineralen waren verboten. Trotzdem gelangten auf „dunklen Wegen“ typische Minerale der Uranerzlagerstätte Ronneburg, wie Wavellit, Whewellit, Baryt, Calcit und Gips in zahlreiche private Sammlungen von Bergleuten und Mineraliensammlern, denn der Schwarzhandel mit den seltenen Funden blühte. Nach der deutschen Wiedervereinigung begann ab 1990 eine umfassendere Beschäftigung mit den Mineralfunden. Viele private Sammlungen gelangten an das Licht der Öffentlichkeit. Im Rahmen der umfangreichen Sanierungsmaßnahmen im Bergbaugebiet Ronneburg wurden zahlreiche bisher nicht entdeckte, seltene Mineralien festgestellt. Viele davon gehören zu Mineralneubildungen. Zu den spektakulärsten Entdeckungen gehört das neue Mineral Ronneburgit, dessen Erstbeschreibung 2001 erfolgte.

Die Geschichte der Verhüttung von Kupfer um Saalfeld/Kamsdorf begann bereits in der späteren Hallstattzeit (800-450 v. Chr.) und die von Eisen in der Latènezeit (450-Beginn u. Z.). Urkundlich belegter Bergbau auf Kupfer und Silber um Saalfeld fand schon im späteren Mittelalter statt. Um Kamsdorf gewann dieser erst im 16. Jahrhundert an Bedeutung. Bis in das 19. Jahrhundert sollte der Abbau von Kupfererzen in allen Teilen des Reviers mit unterschiedlichem Erfolg fortgeführt werden. Ab dem 17. Jahrhundert gewann die Eisenerzgewinnung immer mehr an Bedeutung. Durch die oberflächennahe Lage der Erze entstanden unzählige kleine Bergwerksanlagen. Die weitere Geschichte des Eisenerz-Bergbaus ist eng mit der der Maximilianshütte in Sulzbach-Rosenberg verknüpft. 1871 schuf die neue Eisenbahnlinie die Voraussetzung für Anfuhr von billigem Koks sowie die Abfuhr von Fertigprodukten. In Unterwellenborn nahm 1873 die 1. Hochofenanlage den Betrieb auf. Der Abbau von Eisenerz erfolgte ausschließlich in Untertage-Bergwerken. Man schwächte damals die Sicherheitspfeiler, wodurch es 1903 zu einer Grubenkatastrophe kam. 1898 erfolgte in Unterwellenborn die Umstellung auf die Verhüttung von Schmiedefelder Chamosit-Eisen-Erzen. Dazu brauchte man Zuschlagskalke, die man nun in Kamsdorf abbaute. Schrittweise erfolgte der Übergang vom Tiefbau zum Tagebaubetrieb, sodass 1958 der Tiefbau eingestellt wurde. 1963 konnte der Großtagebau zur Förderung von eisenschüssigen Zuschlagskalken in Betrieb gehen. Der Bedarf verringerte sich durch den Einsatz hochwertigerer Eisenerze, sodass die Produktion von Splitt, Schotter und Düngekalk möglich wurde.

Gerade durch seine Minerale gehört das Revier zu den berühmtesten bergbaulichen Stätten Ostthüringens. Untertage oder im Tagebaubetrieb gefundene Mineralstufen sind weit verbreitet in zahlreichen Sammlungen. Dazu gehören vor allem Minerale rund um das Eisen und Kupfer wie Siderit, Ankerit, Limonit/Goethit als auch gediegen Kupfer, Malachit, Azurit und Fahlerze. Neben den formenreichen Calciten, bunten Calcit-Sintern und typischen Baryten sind es vor allem die im nadeligen Habitus ausgebildeten Aragonite, die fast synonymisch für die Lagerstätte stehen. Auch Mangan-, Blei- und Kobaltminerale spielen in der Mineralisation eine Rolle.